3.1.5. Sulfați

Intuiție

Gipsul și anhidritul sunt aceeași substanță, cu și fără apă. Anhidritul care întâlnește apa o înghite, devine gips și se umflă, cu forțe care ridică radierul unui tunel. Gipsul se dizolvă și lasă goluri. Ambele sunt vești proaste într-un teren de fundare.

Sulfații sunt sărurile acidului sulfuric (\(\ce{H2SO4}\)) și conțin gruparea anionică sulfat (\(\ce{SO4^{2-}}\)) combinată cu cationi metalici (\(\ce{Ca^{2+}}\), \(\ce{Ba^{2+}}\), \(\ce{Sr^{2+}}\), \(\ce{Pb^{2+}}\)). Din această clasă, gipsul (\(\ce{CaSO4 * 2H2O}\)) și anhidritul (\(\ce{CaSO4}\)) prezintă cel mai mare interes pentru geologia inginerească și pentru construcții (Tabelul 3.6); baritina (\(\ce{BaSO4}\)) este importantă ca minereu de bariu și ca agregat greu pentru betoane de protecție.

Gipsul și anhidritul sunt minerale evaporitice, asociate frecvent cu sarea și cu marnele în formațiunile din Subcarpați și din Bazinul Transilvaniei. Gipsul are duritate 2, clivaj perfect, luciu sticlos-sidefos, este incolor sau alb și prezintă macle caracteristice (coadă de rândunică); apare în cristale tabulare transparente (selenit), în agregate fibroase cu luciu mătăsos sau în agregate fin-granulare (alabastru). Anhidritul are duritate 3–3,5 și densitate mai mare (2,9 față de 2,3 g/cm\(^3\)).

Tabelul 3.6 Gipsul și anhidritul: importanță în inginerie și construcții.

Mineral	Formula	Rol / importanță
gips	\(\ce{CaSO4 * 2H2O}\)	regulator al timpului de priză în cimentul Portland (3–5 %); materie primă pentru ipsos (tencuieli, gleturi, plăci gips-carton); limitări geotehnice: rocă moale (UCS de ordinul 10–25 MPa), solubilă (cca. 2,5 g/l), cu risc de dizolvare, goluri și tasări în terenurile gipsifere; apele sulfatice atacă betonul.
anhidrit	\(\ce{CaSO4}\)	liant pentru șape anhidrite și cimenturi speciale; atenție geotehnică: în contact cu apa se hidratează la gips cu creștere de volum de circa 60 % (valoarea teoretică, rezultată din volumele molare ale celor două minerale), generând presiuni de umflare foarte mari – cauza ridicării radierelor de tunel și a fisurării construcțiilor fundate pe roci cu anhidrit.